CN108286712B - 基于搓齿炉条组的废弃物处理管式炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可以搅动、疏松和打散垃圾的基于搓齿炉条组的废弃物处理管式炉。包括工作底板、支撑架、热反应管、发热炉，所述热反应管内固定有固定横梁，所述固定横梁上沿横向布置安装有活动炉条组、固定炉条组，所述工作底板上安装有用于驱动各活动炉条沿纵向移动的驱动装置。

Description

基于搓齿炉条组的废弃物处理管式炉

技术领域

本发明属于固体废弃物热解焚烧处理的主要部件热解焚烧炉炉条，具体地说，尤其涉及一种基于搓齿炉条组的废弃物处理管式炉。

背景技术

现有的城市生活垃圾处理技术主要有焚烧、填埋、堆肥、废物分类回收等。在垃圾处理常规技术中，焚烧处理具有减量效果明显，无害化彻底，占地面积小，余热能得到利用，二次污染少等优点，符合我国可持续发展的战略要求。

废弃物热解焚烧炉的最重要的部件为热解焚烧炉炉条***。热解焚烧炉炉条***主要负责热反应管内垃圾运送，同时提高垃圾与空气的混合与扰动度，并通过高度落差实现打散，提高燃烧效率。

现在已经有多种类型的焚烧炉排，尤其是往复式焚烧炉排。往复炉排形式的炉排片像瓦片一样有序的重叠在一起，形成垃圾热解燃烧的支撑体。可前后运动的活动炉排片与固定炉排片交替相间，产生相互运动引起垃圾的前后运动。在往复推动炉排片上垃圾层被强烈的连续翻转和搅动，使垃圾层反复松散和重新组合排列。

目前，中国垃圾具有热值低，水分含量高等特点，为保证焚烧炉出口温度稳定在850℃以上，需要在炉排上堆积足够高的垃圾。因此，要求炉排片能够全方位、充分的翻转、搅动和疏松整个垃圾料层，以缩短干燥时间、提高燃烧效率。同时，由于中国生活垃圾含水量高、成分复杂，造成垃圾干燥和燃烧时易结成团、结成块。因此还要求炉排片减少垃圾成团、结块的可能性，使团内的垃圾与一次风能够充分接触、干燥充分、完全燃烧，以提高热灼减率。

经过近百年的发展，炉排虽出现了多种传统结构形式，但炉排在横向方向为整齐布置，且在运动时也是整齐平行移动，在使用过程中出现以下问题：

1.单排炉排的头部为整齐的平面，同时单排炉排的凸台或顶面也为整齐的平面。在自然状态下，垃圾在炉排***横向方向具有相同的运动状态，无相对运动趋势，增加了垃圾成团、结块的可能性。

2.炉排运动时，以单排炉排的头部组成的整齐的平面推动垃圾，使得横向方向的垃圾作纵向方向的同步运动。因此，炉排片只在纵向方向搅动和疏松垃圾，对横向方向的垃圾影响不明显，对整个垃圾料层的搅动和疏松效果不明显。

3.另外，由于单排炉排凸台或顶面为平面，炉排运动时，垃圾在横向方向无进一步的跌落，同时炉排对横向方向的垃圾无挤压、打散作用。因此炉排片对结团、成块的垃圾打散效果不明显。

4.同一排炉排板上两相邻炉排片背面开设的一次风孔为圆形，沿其宽度方向整齐排列，且出风方向为整齐平行风，这就使得一次风与垃圾接触面积减小，增加干燥时间，从而减缓了垃圾焚烧处理过程；且一次风对炉膛内烟气流场扰动较小。

5.现已有的传统炉排，由于其结构的原因，故安装时的零件较多且连接方式叫繁琐，在空间较小的实验装置内难以安装炉排片，故较适合与大型工业城市垃圾处理。

现有的垃圾焚烧炉如以下发明专利：锯齿状往复炉排炉条(CN201120509663.8)，能自身疏松垃圾的炉排片(CN200720124765.1)中未解决的问题：炉条形式较为传统且破碎、切割能力效果不明显；零部件较多，工人不易安装。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以搅动、疏松和打散垃圾的基于搓齿炉条组的废弃物处理管式炉。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于搓齿炉条组的废弃物处理管式炉，包括工作底板，所述工作底板的纵向两端设置支撑架，两支撑架之间设置热反应管以及用于对热反应管加热的发热炉，所述热反应管的两端支撑于支撑架，所述发热炉固定在工作底板上，所述热反应管两端的管口通过密封固定端盖密封，所述热反应管的进料端设置进料口，所述热反应管的出料端设置出料口，所述工作底板上安装有废料斗，所述废料斗的进口位于出料口的正下方，所述热反应管内固定有固定横梁，所述固定横梁上沿横向布置安装有活动炉条组、固定炉条组，所述固定炉条组的各固定炉条通过紧定螺钉定位于固定横梁，所述活动炉条组的各活动炉条相间设置于各固定炉条之间，所述工作底板上安装有用于驱动各活动炉条沿纵向移动的驱动装置，所述工作底板上固定有安装架，所述驱动装置包括驱动电机、减速机、驱动摇臂、驱动摆杆、驱动拉杆，所述减速机的输入端与驱动电机动力连接，所述减速机的输出端周向固定所述驱动摇臂的一端，所述驱动摇臂的另一端铰接所述驱动摆杆的一端，所述驱动摆杆的另一端铰接所述驱动拉杆的一端，所述驱动拉杆间隙配合于热反应管入口端的密封固定端盖，所述驱动拉杆的另一端位于热反应管内，并固定沿热反应管横向设置的过渡杆，所述过渡杆与各活动炉条固定连接。

优选地，所述固定横梁上设有条形螺钉孔与对应的紧定螺钉配合，对固定炉条进行纵向定位以及竖向定位，使固定炉条可以沿横向移动，所述固定横梁的两侧固定有向上延伸的安装板，所述安装板上设有弹簧压紧装置，用于对固定炉条施加横向的预紧力，所述活动炉条组的各活动炉条相间设置于各固定炉条之间，并具有沿纵向移动的空间。

优选地，所述弹簧压紧装置包括固定在安装板上的沿横向向内延伸的安装柱，所述安装柱上套接用于对固定炉条施加横向的预紧力的压缩弹簧。

优选地，所述活动炉条、固定炉条均为锯齿状炉条，所述锯齿状炉条包括基条，所述基条的上端沿出料方向设置若干锯齿结构，所述基条的左侧面与锯齿结构的左侧面位于同一立面上，所述基条的右侧面与锯齿结构的右侧面位于同一立面上，所述锯齿结构包括位于前方的高部，位于高部后方且后端向下倾斜的斜部，所述高部的前端面为推料面，所述锯齿结构中间较高、两侧较低，使高部、斜部的两侧均形成侧斜面，所述高部、斜部的中间形成切割刃，相邻锯齿结构之间形成集料区，所述推料面与锯齿结构的左侧面、右侧面相交形成的棱边为推料刃，所述斜部的侧斜面与锯齿结构的左侧面、右侧面相交形成的棱边为拉料刃。

优选地，所述高部切割刃的刃口角度为90°，所述斜部切割刃的刃口角度为75°，所述拉料刃与斜部切割刃相互平行。

优选地，所述斜部的两侧斜面的下部均开有用于与气源连接通气孔，所述通气孔上小下大，且朝向集料区，通气孔的横截面呈椭圆或矩形。

优选地，炉条沿纵向分为入料段、热反应段和出料段，所述热反应段锯齿结构的分布密度大于入料段、出料段锯齿结构的分布密度，所述热反应段的斜部切割刃的斜倾角大于入料段、出料段的斜部切割刃的斜倾角。

优选地，所述基条的一侧设置导向槽，所述基条的另一侧设置导向凸台与导向槽对应。

优选地，所述集料区中间较高、两侧较低，使集料区的中部形成齿型斜面。

优选地，所述齿型斜面的角度为90°。

由于采用了上述技术方案，本发明主要用于对各类城市生活垃圾进行干燥、热解和焚烧的前期实验测试，对垃圾处理前的一下数据测试实验进行理论实践研究，较适用于教学实验研究。能对垃圾料层进行有效打散，促使焚烧炉料层各处的垃圾高度时刻发生变化，加剧垃圾料层的不稳定，便于垃圾切割、打散、疏松，实现对焚烧炉内的垃圾料层的全方位的打散、切割、疏松、搅拌,提高了垃圾的干燥、热解、燃烧效率，缩短了时间且反应彻底。

本发明具有如下有益效果：

1.采用了侧斜面结构，炉条往复运动时，可以有效在横向搅动和疏松垃圾，对垃圾有挤压、打散作用，对结团、成块的垃圾打散效果明显。

2.通气孔的横截面呈椭圆或矩形，且上小下大，排列方式不整齐，与垃圾接触面积增大，减少了干燥时间，从而加快了垃圾焚烧处理过程；且对炉膛内烟气流场扰动较大。

3.结构简单，安装方便。

4.相邻炉条相对进行交替往复运动，具有相对运动趋势，可以搅动、疏松和打散垃圾，减少了垃圾成团、结块的可能性。

附图说明

图1为锯齿状炉条的结构示意图；

图2为图1的俯视示意图；

图3为锯齿结构的示意图；

图4为图1的A-A剖视示意图；

图5为图1的B-B剖视示意图；

图6为图1的C-C剖视示意图；

图7为图1的D-D剖视示意图；

图8为图1中P处的局部结构示意图；

图9为图1的Q处的局部结构示意图；

图10为炉条运动机构的结构示意图；

图11为炉条运动机构的俯视示意图；

图12为炉条运动机构的局部结构示意图；

图13为基于搓齿炉条组的废弃物处理管式炉的结构示意图；

图14为热反应管出料端向下倾斜摆放的结构示意图；

图15为热反应管出料端向上倾斜摆放的结构示意图；

图16为热反应管水平摆放的结构示意图。

附图标记

附图中，1为进料口，2为密封件，3为驱动摇臂，4为驱动摆杆，5为驱动拉杆，6为密封固定端盖，7为过渡杆，8为固定横梁，9为热反应管，10为固定炉条组，11为出料口，12为活动炉条组，13为通气孔，14为弹簧压紧装置，15为切割刃，16为集料区，17为集料挡料板，18为推料面，19为侧斜面，20为推料刃，21为拉料刃，22为左侧面，23为右侧面，24为导向凸台，25为导向槽，26为支撑架，27为工作底板，28为废料斗，29为发热炉，30为驱动电机，31为减速机，32为进气管，33为出气管。

具体实施方式

参见图13-图16，为一种基于搓齿炉条组的废弃物处理管式炉，包括工作底板，所述工作底板的纵向两端设置支撑架，两支撑架之间设置热反应管以及用于对热反应管加热的发热炉，所述热反应管的两端支撑于支撑架，热反应管可为正向倾斜和反向倾斜或水平安装结构，改变推料运动的状态。所述发热炉固定在工作底板上，所述热反应管两端的管口通过密封固定端盖密封，所述热反应管的进料端设置进料口，所述热反应管的出料端设置出料口，所述工作底板上安装有废料斗，所述废料斗的进口位于出料口的正下方，所述热反应管内固定有固定横梁，所述固定横梁上沿横向布置安装有活动炉条组、固定炉条组，所述固定炉条组的各固定炉条通过紧定螺钉定位于固定横梁，所述活动炉条组的各活动炉条相间设置于各固定炉条之间，所述工作底板上安装有用于驱动各活动炉条沿纵向移动的驱动装置，所述工作底板上固定有安装架，所述驱动装置包括驱动电机、减速机、驱动摇臂、驱动摆杆、驱动拉杆，所述减速机的输入端与驱动电机动力连接，所述减速机的输出端周向固定所述驱动摇臂的一端，所述驱动摇臂的另一端铰接所述驱动摆杆的一端，所述驱动摆杆的另一端铰接所述驱动拉杆的一端，所述驱动拉杆间隙配合于热反应管入口端的密封固定端盖，所述驱动拉杆的另一端位于热反应管内，并固定沿热反应管横向设置的过渡杆，所述过渡杆与各活动炉条固定连接。

参见图10-图12，为热反应管内设置的炉条运动机构，包括固定横梁、活动炉条组、固定炉条组，本实施例中，所述固定横梁上设有条形螺钉孔与对应的紧定螺钉配合，对固定炉条进行纵向定位以及竖向定位，使固定炉条可以沿横向移动。所述固定横梁的两侧固定有向上延伸的安装板，所述安装板上设有弹簧压紧装置，用于对固定炉条施加横向的预紧力，本实施例中，所述弹簧压紧装置包括固定在安装板上的沿横向向内延伸的安装柱，所述安装柱上套接用于对固定炉条施加横向的预紧力的压缩弹簧。所述活动炉条组的各活动炉条具有沿纵向移动的空间。最外侧的两个固定炉条两端固定有用于挡住物料的集料挡料板。

参见图1-图9，所述活动炉条、固定炉条均为锯齿状炉条，炉条整体采用310S不锈钢材料制成。包括基条，所述基条的上端沿出料方向设置若干锯齿结构，炉条沿纵向分为入料段、热反应段和出料段，所述热反应段锯齿结构的分布密度为入料段、出料段锯齿结构的分布密度的两倍。所述基条的左侧面与锯齿结构的左侧面位于同一立面上，所述基条的右侧面与锯齿结构的右侧面位于同一立面上。所述基条的一侧设置导向槽，所述基条的另一侧设置导向凸台与导向槽对应。

所述锯齿结构包括位于前方的高部，位于高部后方且后端向下倾斜的斜部，所述高部的前端面为推料面，用于将物料往前推动。所述推料面为立面。所述锯齿结构中间较高、两侧较低，使高部、斜部的两侧均形成侧斜面，侧斜面主要是使堆积在炉条顶上的物料往左右两端滑落至集料区，防止物料堆积在炉条顶部静止不动。所述高部、斜部的中间形成切割刃，物料向前运动时会经过切割刃，可达到将物料充分切碎和打散的效果。相邻锯齿结构之间形成集料区，所述推料面与锯齿结构的左侧面、右侧面相交形成的棱边为推料刃，所述斜部的侧斜面与锯齿结构的左侧面、右侧面相交形成的棱边为拉料刃。炉条前后运动时，拉料刃将会带动部分少量物料往后运动与新的物料进行混合均匀。

所述高部切割刃的刃口角度为90°，所述斜部切割刃的刃口角度为75°，所述拉料刃与斜部切割刃相互平行。所述集料区中间较高、两侧较低，使集料区的中部形成齿型斜面，所述齿型斜面的角度为90°。所述热反应段的斜部切割刃的斜倾角大于入料段、出料段的斜部切割刃的斜倾角，本实施例中，所述热反应段的斜部切割刃的斜倾角为30°，入料段、出料段的斜部切割刃的斜倾角为12°。

所述斜部的两侧斜面的下部均开有用于与气源连接通气孔，所述通气孔上小下大，且朝向集料区，通气孔可采用锥形椭圆或矩形柱孔。气源可以采用外设的风机，风机通过管道连接炉条下端的通气孔孔口，将气体通入炉膛内，气体从通气孔喷出，气体主要是促进物料垃圾的充分燃烧。

各炉条的导向凸台***相邻炉条的导向槽内间隙配合，使活动炉条可交替往复移动，具有沿纵向移动的空间，活动炉条的驱动结构可以采用现有技术的炉条驱动结构，此处不再赘述。热反应段的锯齿结构搅动、疏松和打散物料具有以下特点：小周期、高频率、大切割倾角，可使物料更加频繁的运动(物料的混合、破碎、打散效果更佳)，大切割倾角使切割破碎打散效果更佳，有利于物料在热反应段能够充分的反应。

垃圾干燥、燃烧实验处理方法包括：步骤1：称取生活垃圾并将其放入管式炉的进料口且封闭进料口防止外界大气自由出入。步骤2：启炉接通发热炉，预热热反应管至500-600℃。步骤3：开启电机电源，通过炉条运动机构将垃圾送入热反应管中干燥、燃烧。步骤4：控制第一阶段反应温度，燃烧(通入氧气充足)850℃—900℃，控制第二阶段反应温度850℃—1000℃，保持反应恒温时间大于2s，降低二恶英残留量，热酌减率5％。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种基于搓齿炉条组的废弃物处理管式炉，其特征在于：包括工作底板，所述工作底板的纵向两端设置支撑架，两支撑架之间设置热反应管以及用于对热反应管加热的发热炉，所述热反应管的两端支撑于支撑架，所述发热炉固定在工作底板上，所述热反应管两端的管口通过密封固定端盖密封，所述热反应管的进料端设置进料口，所述热反应管的出料端设置出料口，所述工作底板上安装有废料斗，所述废料斗的进口位于出料口的正下方，所述热反应管内固定有固定横梁，所述固定横梁上沿横向布置安装有活动炉条组、固定炉条组，所述固定炉条组的各固定炉条通过紧定螺钉定位于固定横梁，所述活动炉条组的各活动炉条相间设置于各固定炉条之间，所述工作底板上安装有用于驱动各活动炉条沿纵向移动的驱动装置，所述工作底板上固定有安装架，所述驱动装置包括驱动电机、减速机、驱动摇臂、驱动摆杆、驱动拉杆，所述减速机的输入端与驱动电机动力连接，所述减速机的输出端周向固定所述驱动摇臂的一端，所述驱动摇臂的另一端铰接所述驱动摆杆的一端，所述驱动摆杆的另一端铰接所述驱动拉杆的一端，所述驱动拉杆间隙配合于热反应管入口端的密封固定端盖，所述驱动拉杆的另一端位于热反应管内，并固定沿热反应管横向设置的过渡杆，所述过渡杆与各活动炉条固定连接；

所述固定横梁上设有条形螺钉孔与对应的紧定螺钉配合，对固定炉条进行纵向定位以及竖向定位，使固定炉条可以沿横向移动，所述固定横梁的两侧固定有向上延伸的安装板，所述安装板上设有弹簧压紧装置，用于对固定炉条施加横向的预紧力，所述活动炉条组的各活动炉条相间设置于各固定炉条之间，并具有沿纵向移动的空间；

所述活动炉条、固定炉条均为锯齿状炉条，所述锯齿状炉条包括基条，所述基条的上端沿出料方向设置若干锯齿结构，所述基条的左侧面与锯齿结构的左侧面位于同一立面上，所述基条的右侧面与锯齿结构的右侧面位于同一立面上，所述锯齿结构包括位于前方的高部，位于高部后方且后端向下倾斜的斜部，所述高部的前端面为推料面，所述锯齿结构中间较高、两侧较低，使高部、斜部的两侧均形成侧斜面，所述高部、斜部的中间形成切割刃，相邻锯齿结构之间形成集料区，所述推料面与锯齿结构的左侧面、右侧面相交形成的棱边为推料刃，所述斜部的侧斜面与锯齿结构的左侧面、右侧面相交形成的棱边为拉料刃。

2.根据权利要求1所述的基于搓齿炉条组的废弃物处理管式炉，其特征在于：所述弹簧压紧装置包括固定在安装板上的沿横向向内延伸的安装柱，所述安装柱上套接用于对固定炉条施加横向的预紧力的压缩弹簧。

3.根据权利要求1所述的基于搓齿炉条组的废弃物处理管式炉，其特征在于：所述高部切割刃的刃口角度为90°，所述斜部切割刃的刃口角度为75°，所述拉料刃与斜部切割刃相互平行。

4.根据权利要求1所述的基于搓齿炉条组的废弃物处理管式炉，其特征在于：所述斜部的两侧斜面的下部均开有用于与气源连接通气孔，所述通气孔上小下大，且朝向集料区，通气孔的横截面呈椭圆或矩形。

5.根据权利要求1所述的基于搓齿炉条组的废弃物处理管式炉，其特征在于：炉条沿纵向分为入料段、热反应段和出料段，所述热反应段锯齿结构的分布密度大于入料段、出料段锯齿结构的分布密度，所述热反应段的斜部切割刃的斜倾角大于入料段、出料段的斜部切割刃的斜倾角。

6.根据权利要求1所述的基于搓齿炉条组的废弃物处理管式炉，其特征在于：所述基条的一侧设置导向槽，所述基条的另一侧设置导向凸台与导向槽对应。

7.根据权利要求1所述的基于搓齿炉条组的废弃物处理管式炉，其特征在于：所述集料区中间较高、两侧较低，使集料区的中部形成齿型斜面。

8.根据权利要求7所述的基于搓齿炉条组的废弃物处理管式炉，其特征在于：所述齿型斜面的角度为90°。